CN109407341B - 一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片及其制造方法，属于眼镜镜片制造技术领域，包括一多弧段组成的光学镜片，镜片中心位置设置为光学区，镜片从光学区向外依次设有离焦区、过渡弧区和周边弧区。本发明除了在光学镜片中心位置设置光学区外，还在光学区向外依次增设离焦区、过渡弧区和周边弧区，在确定光学区控制中心视力的同时，通过离焦区减少旁中心远视离焦，使得旁中心成像在视网膜上或视网膜以内，以有效达到减缓近视加深的目的。

Description

一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片及其制造方法

技术领域

本发明涉及眼镜镜片制造技术领域，特别涉及一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片及其制造方法。

背景技术

旁中心远视离焦是近视加深的学说之一，形成旁中心远视离焦现象的主要原因有：(1)角膜中心的屈光力比角膜边缘的屈光力要强；(2)视网膜并不是规则的球形，更接近椭圆。这些原因导致在近视矫正后，视网膜旁中心区域成像在视网膜之后，形成旁中心远视离焦，这种现象会导致眼轴增长从而增加近视度数，根据研究表明，眼轴每增加1mm，近视度数将会增加300度。

传统的镜片配镜都聚焦于控制中心视力，目的是提供良好的中心视力，但却无法兼顾旁中心视网膜成像位置，形成旁中心远视离焦，从而导致眼轴增长从而加快增加近视度数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片及其制造方法，以确保旁中心视网膜的成像品质。

为实现以上目的，本发明采用一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片，包括一多弧段组成的光学镜片，镜片中心位置设置为光学区，所述镜片从光学区向外依次设有离焦区、过渡弧区和周边弧区。

进一步地，所述离焦区内表面的曲率半径确定为角膜对应区域的曲率半径。

进一步地，所述离焦区外表面的曲率半径r_OL的确定函数为：

其中，A＝2n_L ²r_oc-4n_Lr_oc+2r_oc+2y_OLn_L-2n_Lr_oc ²D_out+2y_OLn_LD_outr_oc-2y_OL，

B＝(x_c ²+y_OL ²)n_L ⁴，

C＝(2r_ocy_OL-4y_OL ²-4x_c ²)n_L ³，

D＝(5x_c ²-x_c ²D_out ²r_oc ²-2x_c ²D_outr_oc-6y_OLr_oc+6y_OL ²+r_oc ²)n_L ²，

E＝(6y_OLr_oc+2x_c ²D_outr_oc-2x_c ²-4y_OL ²-2r_oc ²)n_L+(y_OL-r_oc)²，

F＝D_outn_Lr_oc+3n_L-n_L ²-2，

y_OL＝y_c+ct_c，

式中：D_out为视网膜上的离焦量，光学区内表面和离焦区内表面的连接点坐标为(x_c,y_c)，光学区外表面和离焦区外表面的连接点坐标为(x_OL,y_OL)，且坐标(x_c,y_c)与坐标(x_OL,y_OL)位置相对应，ct_c为连接点处厚度，n_L为镜片折射率，r_oc表示离焦区内表面的曲率半径，r_c1为角膜前表面平均的曲率半径。

进一步地，所述离焦区外表面的宽度w和所述离焦区内表面的宽度w相同且确定函数均为：

w＝α×tanθ，

式中，a表示角膜到瞳孔中心的距离，θ表示人眼单眼视角度数。

进一步地，所述光学区内表面的曲率半径等于角膜前表面平均的曲率半径，所述光学区外表面的曲率半径的确定函数为：

其中：ct_L为镜片中心厚度，D_deg表示人眼的近视度数。

进一步地，所述光学区外表面的直径和所述光学区内表面的直径相同且均有如下函数确定：

oz＝1.5×d_t，

其中，oz表示光学区的直径，d_t表示人眼睛瞳孔直径。

进一步地，所述坐标(x_c,y_c)中的横坐标由所述光学区的直径oz确定，具体为：

另一方面，提供一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的制造方法，该镜片包括一多弧段组成的光学镜片，镜片中心位置设置为光学区，镜片从光学区向外依次设有离焦区、过渡弧区和周边弧区，包括：

获取患者的近视度数D_deg、旁轴离焦量D_out、患者角膜前表面平均曲率半径r_c1以及患者眼睛瞳孔直径d_t；

根据患者的近视度数D_deg确定所述光学区的设计参数；

根据旁轴离焦量D_out和所述光学区的设计参数，计算所述离焦区的设计参数。

进一步地，所述光学区的设计参数包括光学区的镜片厚度、光学区的镜片折射率、光学区直径、光学区外表面的曲率半径以及光学区内表面的曲率半径；

所述光学区内表面的曲率半径等于所述患者角膜前表面平均曲率半径r_c1；

所述光学区外表面的曲率半径r_L由如下函数确定：

其中：ct_L为光学区镜片厚度，n_L为光学区镜片折射率；

根据所述患者眼睛瞳孔直径d_t计算光学区直径oz，计算公式为：

oz＝1.5×d_t。

进一步地，所述离焦区的设计参数包括离焦区外表面的曲率半径、离焦区内表面的曲率半径以及离焦区的宽度，所述根据旁轴离焦量D_out和所述光学区的设计参数，计算所述离焦区的设计参数，包括：

将所述离焦区内表面的曲率半径r_oc确定为角膜对应区域的曲率半径r_c2；

根据所述离焦区内表面的曲率半径，计算所述离焦区外表面的曲率半径，所述离焦区外表面的曲率半径由如下函数确定：

其中，A＝2n_L ²r_oc-4n_Lr_oc+2r_oc+2y_OLn_L-2n_Lr_oc ²D_out+2y_OLn_LD_outr_oc-2y_OL，

B＝(x_c ²+y_OL ²)n_L ⁴，

C＝(2r_ocy_OL-4y_OL ²-4x_c ²)n_L ³，

D＝(5x_c ²-x_c ²D_out ²r_oc ²-2x_c ²D_outr_oc-6y_OLr_oc+6y_OL ²+r_oc ²)n_L ²，

E＝(6y_OLr_oc+2x_c ²D_outr_oc-2x_c ²-4y_OL ²-2r_oc ²)n_L+(y_OL-r_oc)²，

F＝D_outn_Lr_oc+3n_L-n_L ²-2，

y_OL＝y_c+ct_c，

式中：D_out为视网膜上的离焦量，光学区内表面和离焦区内表面的连接点坐标为(x_c,y_c)，光学区外表面和离焦区外表面的连接点坐标为(x_OL,y_OL)，且坐标(x_c,y_c)与坐标(x_OL,y_OL)位置相对应，ct_c为连接点处厚度，n_L为镜片折射率，r_oc表示离焦区内表面的曲率半径，r_c1为角膜前表面平均的曲率半径。

进一步地，所述离焦区外表面的宽度w和所述离焦区内表面的宽度w相同且确定函数均为：

w＝α×tanθ，

式中，a表示角膜到瞳孔中心的距离，θ表示人眼单眼视角度数。

进一步地，所述坐标(x_c,y_c)中的横坐标由所述光学区的直径oz确定，具体为：

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明通过在镜片光学区向外依次设置离焦区、过渡弧区和周边弧区，中心光线聚焦落在视网膜上，边缘的光线聚焦落在视网膜前方，在保证镜片提供良好的中心视力的同时兼顾视网膜旁中心成像位置，使得视网膜周边形成近视离焦，减缓近视增长速度。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的结构示意图；

图2是减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的光路传输示意图；

图3是减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的几何分析示意图；

图4是一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片制造方法的流程示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

如图1所示，本实施例公开了一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片，包括一多弧段组成的光学镜片，镜片中心位置设置为光学区，所述镜片从光学区向外依次设有离焦区、过渡弧区和周边弧区。包括弧形镜片，该光学镜片包括镜片内表面基弧1和镜片外表面基弧2，光学镜片中心位置设置为光学区，所述光学镜片从光学区向外依次设有离焦区和过渡弧区、周边弧区，离焦弧区包括离焦弧内表面3和离焦弧外表面4，过渡弧区包括过渡弧内表面5和过渡弧外表面6，周边弧区包括周边弧内表面7和周边弧外表面8。其中，离焦区的设计参数为离焦区外表面的曲率半径、离焦区内表面的曲率半径以及离焦区的宽度。

所述离焦区内表面的曲率半径确定为角膜外表面对应区域的曲率半径。角膜外表面平均的曲率半径r_c1可以使用角膜地形图直接测量得到。实际应用过程中，镜片戴在角膜上，镜片内表面离焦区和角膜外表面接触的区域，就属于角膜对应的区域。角膜地形图中默认设置会给出从角膜中心开始，直径3mm、5mm、7mm区域平均或者各点的曲率半径，通过角膜地形图和镜片的离焦区域的位置，可以从地形图中取得角膜外表面对应位置的平均曲率半径。

所述离焦区外表面的曲率半径r_OL的确定函数为：

其中，A＝2n_L ²r_oc-4n_Lr_oc+2r_oc+2y_OLn_L-2n_Lr_oc ²D_out+2y_OLn_LD_outr_oc-2y_OL，

B＝(x_c ²+y_OL ²)n_L ⁴，

C＝(2r_ocy_OL-4y_OL ²-4x_c ²)n_L ³，

D＝(5x_c ²-x_c ²D_out ²r_oc ²-2x_c ²D_outr_oc-6y_OLr_oc+6y_OL ²+r_oc ²)n_L ²，

E＝(6y_OLr_oc+2x_c ²D_outr_oc-2x_c ²-4y_OL ²-2r_oc ²)n_L+(y_OL-r_oc)²，

F＝D_outn_Lr_oc+3n_L-n_L ²-2，

y_OL＝y_c+ct_c，

式中：D_out为视网膜上的离焦量，光学区内表面和离焦区内表面的连接点坐标为(x_c,y_c)，光学区外表面和离焦区外表面的连接点坐标为(x_OL,y_OL)，且坐标(x_c,y_c)与坐标(x_OL,y_OL)位置相对应，ct_c为连接点处厚度，n_L为镜片折射率，r_oc表示离焦区内表面的曲率半径，r_c1为角膜外表面平均的曲率半径。

如图3所示，由于离焦区内表面的曲率半径和角膜是吻合的，所以取值就来源于设备测量出来的角膜的曲率半径，即离焦区内表面的曲率半径r_oc＝角膜外表面对应区域的曲率半径r_c2。

连接点处厚度ct_c的计算公式为：

其中，ct_L为镜片中心厚度，镜片中心厚度是通过进行断裂试验，收集试验数据并统计后确定的参数。

其中，坐标(x_c,y_c)中的横坐标由所述光学区的直径oz确定，具体为：

如图3所示，坐标(x_OL,y_OL)中纵坐标为：y_OL＝y_c+ct_c，横坐标为x_OL＝x_c。

进一步地，离焦区外表面的宽度w和所述离焦区内表面的宽度w相同且确定函数均为：

w＝α×tanθ，

式中，a表示角膜到瞳孔中心的距离，其可以使用设备测量得到，θ表示人眼单眼视角度数，如图3所示，该离焦区的宽度w指的是离焦区外周边和内周边之间的垂直距离。

需要说明的是，离焦区的设计要点主要是确定镜片曲率半径，进而确保了设计的离焦度吻合设备测量出来的值。离焦区的设计使得边缘光线聚焦于视网膜前方，进而形成近视离焦，减缓近视度数的增长。

进一步地，光学区的设计参数包括光学区外表面的曲率半径、光学区内表面的曲率半径、光学区直径、光学区的镜片厚度以及光学区的镜片折射率。其中：

(1)光学区内表面的曲率半径等于角膜前表面平均的曲率半径；

(2)所述光学区外表面的曲率半径的确定函数为：

其中：ct_L为镜片中心厚度，D_deg表示人眼的近视度数。

(3)光学区外表面的直径和所述光学区内表面的直径相同苟且均有如下函数确定：

oz＝1.5×d_t，

其中，oz表示光学区的直径，d_t表示人眼睛瞳孔直径。

(4)光学区的镜片厚度采用是通过进行大量断裂实验，对实验数据进行统计后得到的，光学区的镜片折射率为已知量。

需要说明的是，过渡弧区所起到作用是使得离焦区和周边弧区的曲率平缓过渡，一般情况下曲率半径取值为(离焦区曲率半径+周边弧区曲率半径)/2；其宽度一般情况取值在0.2-0.7之间。

周边弧区需要确定的参数只有一个内表面曲率半径，这个曲率半径的设计只需要满足大于角膜周边曲率半径即可，为行业公知。

进一步地，如图2所示，本实施例中的减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的光路传输过程为：中心光线正好聚焦落在视网膜上，边缘的光线聚焦落在视网膜之前或者前方，视网膜旁中心形成近视离焦，减缓近视增长速度。

如图4所示，本实施例公开了一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的制造方法，该镜片包括一多弧段组成的光学镜片，镜片中心位置设置为光学区，镜片从光学区向外依次设有离焦区、过渡弧区和周边弧区，包括如下步骤S1至S3：

S1、通过仪器检测出患者的近视度数D_deg、旁轴离焦量D_out、患者角膜前表面平均曲率半径r_c1以及患者眼睛瞳孔直径d_t；

S2、根据患者的近视度数D_deg确定所述光学区的设计参数；

S3、根据旁轴离焦量D_out和所述光学区的设计参数，计算所述离焦区的设计参数。

具体地，步骤S2中，光学区的设计参数包括光学区的镜片厚度、光学区的镜片折射率、光学区直径、光学区外表面的曲率半径以及光学区内表面的曲率半径。其中：

光学区内表面的曲率半径等于所述患者角膜前表面平均曲率半径r_c1。

在已知光学区内表面的曲率半径情况下，有：

则得到光学区外表面的曲率半径r_L的确定函数为：

其中：ct_L为光学区镜片中心厚度，n_L为光学区镜片折射率。

根据所述患者眼睛瞳孔直径d_t计算光学区直径oz，计算公式为：

oz＝1.5×d_t。

具体地，在步骤S3中，离焦区的设计参数包括离焦区外表面的曲率半径、离焦区内表面的曲率半径以及离焦区的宽度。其中：

将所述离焦区内表面的曲率半径r_oc确定为角膜对应区域的曲率半径r_c2；

在所述离焦区内表面的曲率半径计算得到后，如图3所示，则有：

其中，ct_eq示离焦区内外表面曲率半径延长线同光轴相交后的间距，称为离焦区等效中心厚度。

如图3所示，ct_eq和r_OL为未知数，通过联立方程组消去ct_eq，则可得到离焦区外表面的曲率半径r_OL由如下函数确定：

其中，A＝2n_L ²r_oc-4n_Lr_oc+2r_oc+2y_OLn_L-2n_Lr_oc ²D_out+2y_OLn_LD_outr_oc-2y_OL，

B＝(x_c ²+y_OL ²)n_L ⁴，

C＝(2r_ocy_OL-4y_OL ²-4x_c ²)n_L ³，

D＝(5x_c ²-x_c ²D_out ²r_oc ²-2x_c ²D_outr_oc-6y_OLr_oc+6y_OL ²+r_oc ²)n_L ²，

E＝(6y_OLr_oc+2x_c ²D_outr_oc-2x_c ²-4y_OL ²-2r_oc ²)n_L+(y_OL-r_oc)²，

F＝D_outn_Lr_oc+3n_L-n_L ²-2，

y_OL＝y_c+ct_c，

式中：D_out为视网膜上的离焦量，光学区内表面和离焦区内表面的连接点坐标为(x_c,y_c)，光学区外表面和离焦区外表面的连接点坐标为(x_OL,y_OL)，且坐标(x_c,y_c)与坐标(x_OL,y_OL)位置相对应，ct_c为连接点处厚度，n_L为镜片折射率，r_oc表示离焦区内表面的曲率半径，r_c1为角膜前表面平均的曲率半径。

离焦区外表面的宽度w和离焦区内表面的宽度w相同且确定函数均为：

w＝α×tanθ，

式中，a表示角膜到瞳孔中心的距离，θ表示人眼单眼视角度数。

进一步地，坐标(x_c,y_c)中的横坐标由所述光学区的直径oz确定，具体为：

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片，包括一多弧段组成的光学镜片，镜片中心位置设置为光学区，其特征在于，所述镜片从光学区向外依次设有离焦区、过渡弧区和周边弧区；

所述离焦区外表面的宽度w和所述离焦区内表面的宽度w相同且确定函数均为：

w＝α×tanθ，

式中，a表示角膜到瞳孔中心的距离，θ表示人眼单眼视角度数；

所述过渡弧区的曲率半径取值为：(离焦区曲率半径+周边弧区曲率半径)/2。

2.如权利要求1所述的减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片，其特征在于，所述离焦区内表面的曲率半径确定为角膜外表面对应区域的曲率半径。

3.如权利要求2所述的减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片，其特征在于，所述离焦区外表面的曲率半径r_OL的确定函数为：

其中，A＝2n_L ²r_oc-4n_Lr_oc+2r_oc+2y_OLn_L-2n_Lr_oc ²D_out+2y_OLn_LD_outr_oc-2y_OL，

B＝(x_c ²+y_OL ²)n_L ⁴，

C＝(2r_ocy_OL-4y_OL ²-4x_c ²)n_L ³，

D＝(5x_c ²-x_c ²D_out ²r_oc ²-2x_c ²D_outr_oc-6y_OLr_oc+6y_OL ²+r_oc ²)n_L ²，

E＝(6y_OLr_oc+2x_c ²D_outr_oc-2x_c ²-4y_OL ²-2r_oc ²)n_L+(y_OL-r_oc)²，

F＝D_outn_Lr_oc+3n_L-n_L ²-2，

y_OL＝y_c+ct_c，

式中：D_out为视网膜上的离焦量，光学区内表面和离焦区内表面的连接点坐标为(x_c,y_c)，光学区外表面和离焦区外表面的连接点坐标为(x_OL,y_OL)，且坐标(x_c,y_c)与坐标(x_OL,y_OL)位置相对应，ct_c为连接点处厚度，n_L为镜片折射率，r_oc表示离焦区内表面的曲率半径即角膜对应区域的曲率半径r_c2，r_c1为角膜前表面平均的曲率半径，ct_L为镜片中心厚度。

4.如权利要求3所述的减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片，其特征在于，所述光学区内表面的曲率半径等于角膜前表面平均的曲率半径，所述光学区外表面的曲率半径的确定函数为：

其中：ct_L为镜片中心厚度，D_deg表示人眼的近视度数。

5.如权利要求1所述的减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片，其特征在于，所述光学区外表面的直径和所述光学区内表面的直径相同且均有如下函数确定：

oz＝1.5×d_t，

其中，oz表示光学区的直径，d_t表示人眼睛瞳孔直径。

6.一种减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的制造方法，其特征在于，该镜片包括一多弧段组成的光学镜片，镜片中心位置设置为光学区，镜片从光学区向外依次设有离焦区、过渡弧区和周边弧区，包括：

获取患者的近视度数D_deg、旁轴离焦量D_out、患者角膜前表面平均曲率半径r_c1以及患者眼睛瞳孔直径d_t；

根据患者的近视度数D_deg确定所述光学区的设计参数；

根据旁轴离焦量D_out和所述光学区的设计参数，计算所述离焦区的设计参数，其中，所述离焦区外表面的宽度w和所述离焦区内表面的宽度w相同且确定函数均为：

w＝α×tanθ，

式中，a表示角膜到瞳孔中心的距离，θ表示人眼单眼视角度数。

7.如权利要求6所述的减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的制造方法，其特征在于，所述光学区的设计参数包括光学区的镜片厚度、光学区的镜片折射率、光学区直径、光学区外表面的曲率半径以及光学区内表面的曲率半径；

所述光学区内表面的曲率半径等于所述患者角膜前表面平均曲率半径r_c1；

所述光学区外表面的曲率半径r_L由如下函数确定：

其中：ct_L为镜片中心厚度，n_L为光学区镜片折射率；

根据所述患者眼睛瞳孔直径d_t计算光学区直径oz，计算公式为：

oz＝1.5×d_t。

8.如权利要求6所述的减少旁中心远视离焦的硬性接触镜片的制造方法，其特征在于，所述离焦区的设计参数包括离焦区外表面的曲率半径、离焦区内表面的曲率半径以及离焦区的宽度，所述根据旁轴离焦量D_out和所述光学区的设计参数，计算所述离焦区的设计参数，包括：

将所述离焦区内表面的曲率半径r_oc确定为角膜对应区域的曲率半径r_c2；

根据所述离焦区内表面的曲率半径，计算所述离焦区外表面的曲率半径，所述离焦区外表面的曲率半径r_OL由如下函数确定：

其中，A＝2n_L ²r_oc-4n_Lr_oc+2r_oc+2y_OLn_L-2n_Lr_oc ²D_out+2y_OLn_LD_outr_oc-2y_OL，

B＝(x_c ²+y_OL ²)n_L ⁴，

C＝(2r_ocy_OL-4y_OL ²-4x_c ²)n_L ³，

D＝(5x_c ²-x_c ²D_out ²r_oc ²-2x_c ²D_outr_oc-6y_OLr_oc+6y_OL ²+r_oc ²)n_L ²，

E＝(6y_OLr_oc+2x_c ²D_outr_oc-2x_c ²-4y_OL ²-2r_oc ²)n_L+(y_OL-r_oc)²，

F＝D_outn_Lr_oc+3n_L-n_L ²-2，

y_OL＝y_c+ct_c，

式中：D_out为视网膜上的离焦量，光学区内表面和离焦区内表面的连接点坐标为(x_c,y_c)，光学区外表面和离焦区外表面的连接点坐标为(x_OL,y_OL)，且坐标(x_c,y_c)与坐标(x_OL,y_OL)位置相对应，ct_c为连接点处厚度，n_L为镜片折射率，r_oc表示离焦区内表面的曲率半径，r_c1为角膜前表面平均的曲率半径，ct_L为镜片中心厚度。